作者：魏达，马超，彭玉涛，栾伟，李铁民，刘长青，首都医科大学附属北京朝阳医院神经外科

随着人口老龄化的加剧以及人口数量和脑卒中危险因素接触风险的增加，既往30年全球脑卒中病例数显著增加，并在未来呈持续增长趋势。我国脑卒中病例数约占全球的1/4，且发病率持续增加，目前已成为国民首位死因。大多数脑卒中患者存在长期功能障碍，包括肢体无力、肌张力增高、疼痛和感觉异常等，给家庭和社会带来巨大心理和经济负担。

既往治疗包括牵伸练习、应用姿势矫形器进行静态牵伸、体外冲击波治疗、A 型肉毒毒素注射、鞘内注射巴氯芬、全身振动训练（WBV）、局部振动刺激（FVS）、干针疗法等高质量康复和外科干预措施，但均存在局限性，无法达到理想治疗效果，如应用姿势矫形器进行静态牵伸有助于改善关节活动度，但长时间佩戴可导致不适感，且长期疗效难以维持；体外冲击波治疗虽可促进血液循环和缓解肌肉疼痛，但对神经功能重塑和运动恢复的效果有限，且可导致不适感或疼痛加重；鞘内注射巴氯芬的治疗持续时间有限，需反复注射，最终导致耐药性；干针疗法主要通过刺激特定肌肉点缓解疼痛和肌肉紧张，而非直接针对神经功能重塑，且可产生不适感或疼痛。

鉴于脑卒中后功能恢复受神经可塑性的影响，近年针对增强神经可塑性的神经调控技术成为研究重点，分为侵入性和非侵入性技术。侵入性神经调控技术包括迷走神经刺激术（VNS）、脑深部电刺激术（DBS）、脊髓电刺激术（SCS）、运动皮质电刺激术（MCS）和外周神经电刺激术（PNS）等，在促进脑卒中康复方面展现出巨大潜力，尤其适用于严重功能障碍患者；非侵入性神经调控技术包括经皮迷走神经刺激术（tVNS）、经颅磁刺激（TMS）和经颅直流电刺激（tDCS）等，已证实可以改善脑卒中患者运动功能；此外，脑机接口（BCI）作为一种治疗性神经刺激技术正迅速发展，通过实时分析脑电活动自动调整刺激参数。本文拟综述神经调控技术在脑卒中康复领域的最新研究成果、应用现状及未来发展方向，以为其临床应用提供指导。

1.侵入性神经调控技术作用机制及应用现状

1） 迷走神经刺激术

迷走神经刺激术通过完全植入的系统传递电脉冲，刺激电极直接缠绕于迷走神经，将引线引至胸部皮下口袋中的脉冲发生器。2021 年，美国食品与药品管理局（FDA）批准通过治疗慢性缺血性卒中相关中重度上肢运动障碍的侵入性迷走神经刺激系统。迷走神经刺激术用于脑卒中后运动功能恢复的作用机制被认为与基底核和蓝斑核的上行神经通路激活有关，通过传入神经投射至孤束核，后者再投射至基底核和蓝斑核，激活胆碱能和去甲肾上腺素能网络。

动物实验显示，迷走神经刺激术联合运动训练可明显改善各类缺血性卒中模型大鼠运动学习能力，促进运动皮质重塑和运动功能恢复，其疗效显著优于单纯运动训练或单纯迷走神经刺激术。后续动物实验显示，迷走神经刺激术通过胆碱能激活调节初级运动皮质的神经结构，进而改善运动功能。

2021 年，一项发表于Lancet 的随机三盲对照临床试验共纳入108 例发病9 个月且存在中重度上肢无力的脑卒中患者，迷走神经刺激术联合康复治疗组术后第1 天Fugl-Meyer上肢评价量表（FMA-UE）评分增加5 分，单纯康复治疗组增加2.4 分，两组均未达到“有临床意义的改善”（FMA-UE 评分较基线增加≥ 6 分），经90 d 康复治疗后，迷走神经刺激术联合康复治疗组有47.17% 患者（25/53）达“ 有临床意义的改善”，单纯康复治疗组仅为23.64%（13/55，P = 0.010）。目前尚无迷走神经刺激术改善脑卒中患者其他功能的报道，有待进一步探究。

2） 脑深部电刺激术

脑深部电刺激术通过将刺激电极植入脑深部特定区域，并与侵入性脉冲发生器相连，将电脉冲持续传递至目标脑区。作为一种神经调控技术，其具有可逆性和高度可编程性，可精确调节刺激参数（如频率、脉宽、电压）及设置有效电极触点。刺激模式分为连续性和间歇性，可在局部甚至远程范围内通过电流精确刺激受损神经回路以改变神经元兴奋性和传导模式，从而抑制异常神经活动。

目前，脑深部电刺激术已获得美国食品与药品管理局批准用于治疗帕金森病、特发性震颤、肌张力障碍、癫痫和强迫症，针对脑卒中的应用暂未获得批准。但研究者对于拓展脑深部电刺激术在脑卒中康复领域的应用充满兴趣，特别是针对脑卒中后运动功能恢复。

运动皮质与小脑齿状核之间存在显著的前馈和反馈连接，电刺激小脑齿状核可通过增加突触生成和重组病变周围运动皮质以促进运动功能恢复，并完成动物实验向临床试验的转化。2023年，一项具有里程碑意义的研究结果显示，脑深部电刺激术联合上肢康复治疗使12 例慢性脑卒中患者中位FMA-UE 评分较基线增加7 分，特别是远端运动功能部分保留的7 例患者，中位FMA-UE 评分增加15分，且未观察到严重不良事件。

进一步研究显示，脑深部电刺激术可即时改善脑卒中或脑损伤所致上肢和手部肌力下降，通过在丘脑植入脑深部电刺激装置，恢复上肢运动功能，开启刺激后上肢运动范围和肌力即明显增强，可轻松抓握和举起水杯，特别是电刺激腹外侧核（VLL）可在皮质脊髓束部分损伤的情况下即刻增强运动输出，表明脑深部电刺激术有望成为改善脑卒中或脑损伤后运动障碍的新方法。

近年来，越来越多的研究证实脑深部电刺激术在脑卒中后遗症如中枢性疼痛、震颤和运动障碍的治疗中发挥显著作用。

3） 脊髓电刺激术

脊髓电刺激术通过植入电极刺激脊髓以缓解慢性疼痛或改善运动功能，在改善脑卒中后肢体功能障碍方面具有广阔应用前景。普遍认为，脑卒中后皮质脊髓束损伤破坏大脑皮质与控制上肢和手部运动的颈部皮质脊髓束之间的连接，导致肢体功能障碍，多数情况下不完全皮质脊髓束损伤通过增强残留皮质脊髓束功能以恢复自主运动控制。脊髓电刺激术通过调节损伤周围的脊髓回路的兴奋性，增强肢体对残留皮质脊髓束神经元的响应，恢复大脑输入驱动运动的能力。

Wall和Sweet的开创性“疼痛门控理论”早在20世纪60 年代即引起研究者采用脊髓电刺激术治疗慢性疼痛的兴趣，至今仍是主要适应证。1973 年，Cook 和Weinstein对多发性硬化致难治性疼痛患者行脊髓电刺激术，发现痉挛症状改善，进而引起将该项技术应用于肢体功能障碍的兴趣。

近年来，随着能量源微型化、控制算法定制化、新型植入设计以及对肢体功能障碍病理生理学机制认识的深入化，脊髓电刺激术治疗肢体功能障碍重新成为研究者的关注焦点，目前国内外研究主要集中于脊髓损伤，针对脑卒中后肢体功能障碍的研究较少。

2023年的一项研究显示，持续靶向电刺激颈椎背根神经节可迅速提高脑卒中后偏瘫患者上肢肌力和灵活性（第1 位受试者握力增加40%、第2 位受试者握力增加108%），改善肘关节协同动作并减少肩部代偿；关闭刺激后效果消失，但仍有部分患者获得持久的运动功能改善，展示出脊髓电刺激术对上肢运动功能改善的潜力。

随着技术的进步，研究者正探索如何通过精准电刺激脊髓特定区域以激活或增强运动相关神经回路，改善脑卒中患者运动功能。薄膜柔性电子设备用于与脊髓进行环形接口，可以实现单一设备同时记录和刺激背侧、侧面和腹侧神经束；脊髓电刺激术联合脑机接口和个性化刺激方案有望实现闭环神经调控，通过实时监测和调整刺激参数以优化疗效。

4） 运动皮质电刺激术

运动皮质电刺激术将电极直接置于硬脑膜上，与经颅磁刺激或经颅直流电刺激等非侵入性神经调控技术相比，可提供更直接的大脑皮质刺激。该项技术于20世纪90年代初由Tsubokawa 首次引入，主要用于治疗难治性慢性疼痛如脑卒中后疼痛、面部疼痛和幻肢痛，而在运动障碍、语言功能中的应用较少。

运动皮质电刺激术治疗脑卒中后肢体功能障碍的机制尚不清楚，研究显示，其治疗有效常伴随脑血流量增加。Cherney的可行性和安全性试点研究发现，对左侧腹侧中央前回行运动皮质电刺激术联合语言训练的脑卒中患者治疗后12 周西部失语症检查量表（WAB）评分较基线增加12分，单纯语言训练患者仅增加3 分。

一项针对脑卒中后偏瘫患者的研究显示，运动皮质电刺激术联合上肢康复治疗与单纯康复治疗4 周的上肢运动功能疗效无明显差异，但事后分析显示，联合干预24 周可能长期获益；该项研究部分患者出现手术或麻醉相关严重不良事件。

由此可见，运动皮质电刺激术可在一定程度上改善脑卒中患者生活质量和运动功能，且随着时间的延长，疗效更佳，但近年因疗效异质性等原因使得运动皮质电刺激术相关研究减少，且多集中于小规模的病例系列研究和回顾性研究。

5） 外周神经电刺激术

外周神经电刺激术是通过刺激周围神经系统以促进神经功能重塑的神经调控技术，主要包括神经肌肉电刺激术（NMES）和机器人辅助康复，广泛应用于脑卒中后功能恢复。神经肌肉电刺激术自30 余年前被提出应用于偏瘫患者的康复治疗以来，目前已发展为结合复杂多肌肉协调任务和生理“控制器”的先进方法，前者如基于神经肌肉电刺激术的骑行；后者指通过结合电生理信号和反馈调整神经肌肉电刺激参数的智能化调节机制，更高效完成复杂运动任务，提高康复效果和舒适度。通过与肌电图（EMG）或脑机接口结合，使得外周神经电刺激术可以强化大脑运动指令与外周效应器传入信号之间的协同作用，加速神经功能重塑。外周神经电刺激术与镜像疗法、目标导向想象以及基于脑机接口的运动训练等方法结合时可以表现出更大潜力。

外周神经电刺激术广泛应用于脑卒中后上肢功能恢复，但其改善下肢功能则更具挑战性。一项纳入14 项临床研究计1115 例脑卒中患者的系统综述评估外周神经电刺激术对脑卒中后足下垂的疗效，其中4 项研究将外周神经电刺激术与物理治疗（监督下的运动训练）相结合，敏感性分析显示，与单纯物理治疗相比，外周神经电刺激术联合物理治疗可以显著提高步速，但证据质量较低，尚待进一步验证。

6） 脑机接口

脑机接口是一种通过直接连接大脑和外部设备，实现脑电信号等的采集、解码并转化为控制信号的技术，其核心目标是帮助因神经损伤或疾病丧失部分或全部言语、运动或感觉功能的患者恢复功能，目前已在脑卒中康复领域如运动和语言功能恢复方面展现出巨大潜力。脑机接口在脑卒中后运动功能恢复中的应用分为非侵入性和侵入性技术，非侵入性脑机接口通过记录大脑活动如脑电图（EEG）驱动外部设备，虽然在联合物理治疗和职业疗法时显示出有效性，但其低空间分辨率限制其疗效；侵入性脑机接口（如微电极阵列）具有更高的神经记录空间分辨率，不仅可以更精确地控制运动功能，而且在感觉反馈恢复方面取得显著进展。

目前，BrainGate公司已通过微电极阵列成功实现运动解码。结合脑电信号解码与直接脑刺激的闭环系统也在脑卒中康复领域展现出潜力，虽然相关研究较少，但已有的研究表明，通过微电极阵列技术诱导的神经可塑性可以有效改善运动功能。脑机接口在脑卒中后语言功能恢复方面的研究同样引人注目，早期研究主要采用非侵入性技术进行语言解码，近年来，侵入性脑机接口取得显著进展，应用微电极阵列后语言解码速度显著增快，接近自然语速。微侵袭脑机接口设备（如Stentrode）的初步临床试验显示出对脑卒中后运动障碍的良好疗效，未来尚待更大规模的随机对照临床试验验证其对脑卒中康复的有效性。

脑机接口与机器人结合辅助运动功能恢复也是近年研究热点，中国医学科学院生物医学工程研究所崔红岩教授团队创新性地将运动想象（MI）任务与高频稳态视觉诱发电位（SSVEP）结合，构建一种混合脑机接口范式，使脑机接口与软体机器人手套联合系统测试的准确率有所提高［MI和SSVEP准确率分别为（81.67 ± 15.63）%和（95.14 ± 7.47）%，联合后准确率为（95.83 ± 6.83）%］，精准识别患者意图，辅助改善脑卒中后运动功能。

2.非侵入性神经调控技术的作用机制及应用现状

非侵入性神经调控技术如经皮迷走神经刺激术、经颅磁刺激和经颅直流电刺激等，在脑卒中后上肢功能恢复、吞咽功能恢复、步态恢复中的潜在应用引发广泛关注。

1） 经皮迷走神经刺激术

经皮迷走神经刺激术通过刺激迷走神经激活神经调节网络。动物实验显示，经皮迷走神经刺激术可以促进微血管生成，提高脑源性神经营养因子（BDNF）水平，为神经功能重塑提供潜在支持。相关临床试验证实经皮迷走神经刺激术联合康复治疗可以有效改善脑卒中后上肢功能，与假刺激联合康复治疗（上肢运动功能评分较基线增加5分）相比，经皮迷走神经刺激术联合康复治疗后12 个月脑卒中患者上肢运动功能的改善效果更佳（上肢运动功能评分较基线增加20 分，P < 0.05），然而受限于样本量较小、设计缺陷等问题，尚待更多研究进一步验证。

2） 经颅磁刺激

经颅磁刺激通过不同频率和刺激参数改变大脑皮质兴奋性，低频刺激可抑制健侧大脑半球的兴奋性，高频刺激则可增强患侧大脑半球的兴奋性。此外，经颅磁刺激还可调节谷氨酸能和γ-氨基丁酸（GABA）能等神经元活动，对神经功能重塑具有积极作用。重复经颅磁刺激（rTMS）在脑卒中后功能恢复中的作用显示出多样性，特别在步态障碍、吞咽障碍和失语症方面备受关注。

一项Meta 分析纳入18 项临床研究计392 例脑卒中患者，结果显示，经颅磁刺激联合康复治疗（如跑步机训练等）可以显著改善脑卒中后上肢运动功能（平均效应量为0.550，95%CI：0.370 ~ 0.720；P < 0.01），进一步亚组分析显示，皮质下卒中（平均效应量为0.730，95%CI：0.440 ~ 1.020；P < 0.001）和低频刺激（平均效应量为0.690，95%CI：0.420 ~0.950；P < 0.001）的效果更显著。

3） 经颅直流电刺激

经颅直流电刺激可通过直流电流影响大脑皮质兴奋性，调节谷氨酸、多巴胺、5-羟色胺等神经递质活动，增强康复治疗效果。一项纳入8项临床研究计213例脑卒中患者的Meta分析采用FMA-UE量表评估主动经颅直流电刺激组与假刺激组运动功能改善情况，结果显示，与假刺激组相比，主动经颅直流电刺激组FMA-UE 评分增加（P = 0.020），尤以慢性脑卒中的增加效果更显著（P = 0.020），表明电流密度与治疗效果存在剂量-反应关系。

针对脑卒中后失语症患者，与假刺激联合语言训练相比，经颅直流电刺激联合语言训练可以有效改善患者语言交流质量（P < 0.001）。

3.神经调控技术的发展前景及挑战

脑卒中后功能障碍的康复是神经科学和康复医学最具挑战性的领域之一。尽管传统康复治疗已取得一定进展，但仍有众多患者的功能恢复有限，促使研究者将目光投向神经调控技术，无论是侵入性还是非侵入性技术，均显示出通过增强神经可塑性、改善神经回路功能和促进神经功能重塑以提高康复治疗效果的潜力。

1） 侵入性神经调控技术

迷走神经刺激术、脑深部电刺激术、脊髓电刺激术、运动皮质电刺激术、外周神经电刺激术及脑机接口已在脑卒中后功能恢复方面展现出显著疗效。目前研究重点主要集中于改善神经调控技术的临床适用性。迷走神经刺激术的临床研究积累了丰富证据，尤其联合运动训练，通过激活胆碱能和去甲肾上腺素能网络，促进运动功能恢复。但其疗效在不同患者中的差异较大且长期疗效尚未明确，未来研究应重点探究如何通过功能影像学技术筛选适宜患者、优化刺激参数以实现个性化治疗、扩大适应证范围如在失语症和认知功能障碍中的应用。

脑深部电刺激术凭借其对特定脑区的精准调控能力，在脑卒中后运动功能恢复中展现出巨大潜力。例如，针对小脑齿状核和运动丘脑的电刺激，不仅可以促进突触生成，还可促进皮质脊髓束的功能恢复。

尽管临床研究证实脑深部电刺激术联合运动训练疗效显著，但其实际推广仍面临技术复杂、手术风险高和成本高等挑战。未来，脑深部电刺激术在脑卒中后功能障碍中的应用应集中于个性化靶点选择和刺激参数优化，并探究其与药物治疗、物理治疗及其他神经调控技术的联合应用，以提供更精确和更有效的康复方案。

脊髓电刺激术近年重新成为研究热点，通过调节脊髓回路兴奋性、增强残留皮质脊髓束功能，改善脑卒中后肢体功能。但现有研究对其作用机制的理解仍不完全，尤其是如何精准定位刺激靶点以激活运动相关神经回路；此外，脊髓电刺激术在脑卒中后功能恢复中的应用研究较少，尚待大规模、长期临床试验验证其疗效。未来，脊髓电刺激术联合脑机接口和实时反馈控制系统有望制定出更高效、更个性化的康复方案。

尽管运动皮质电刺激术在一些研究中显示出对亚急性和慢性脑卒中患者的显著疗效，但效果的异质性限制其广泛应用。未来，应注重优化刺激参数，并结合影像学技术精准定位刺激靶点，与迷走神经刺激术和脑机接口联合应用以进一步提高疗效。外周神经电刺激术在脑卒中后康复领域的研究较多，与镜像疗法、目标导向想象及基于脑机接口的运动训练等联合应用表现出更大潜力，目前广泛应用于上肢功能恢复，但其改善下肢功能仍具挑战性。

未来尚待进一步探究其在神经可塑性机制中的作用，关注如何基于患者残余运动功能、脑损伤部位等因素选择最佳治疗方案；此外，借助神经影像学和经颅磁刺激等技术，探索潜在的生物学标志物，有望推动神经肌肉电刺激术在个性化康复治疗中的广泛应用。脑机接口作为一种新兴的神经调控技术，为脑卒中后运动和言语功能恢复带来了希望，通过高空间分辨率的脑电信号解码和实时的神经反馈调控，在运动功能恢复中展现出显著优势，尤其是侵入性脑机接口可以提供更精确的神经调控，但仍面临设备微型化、生物相容性和长期稳定性等技术难题。未来应重点研发薄膜柔性电子设备和微侵袭设备，同时促进脑机接口与机器人技术的整合，以实现更高效的运动功能恢复。

2） 非侵入性神经调控技术

经皮迷走神经刺激、经颅磁刺激和经颅直流电刺激因其安全性和操作便捷受到广泛关注，但其治疗效果仍有限，且疗效依赖个体特异性因素。未来研究应结合多模态影像学技术和神经递质监测，以优化刺激参数并探寻个性化治疗方案。对于经皮迷走神经刺激术，未来应探究更精准的神经激活机制，避免经耳迷走神经电刺激（taVNS）因激活其他神经网络而影响疗效，同时设计更适合脑卒中患者的设备和方法。

经颅磁刺激方面，低频刺激可抑制健侧大脑半球的兴奋性，高频刺激则增强患侧大脑半球的兴奋性，从而改善脑卒中患者运动功能，但癫痫发作风险和治疗效果异质性限制其临床应用。未来尚待开发更安全的刺激模式并探寻适合不同患者亚群的优化方案。同样，经颅直流电刺激在慢性脑卒中的康复治疗中表现出一定疗效，尤其是低成本和便于家庭操作的特性，为其在资源有限地区的推广提供可能。

未来研究方向与技术整合的重点在于以下几方面：首先，个性化治疗与生物学标志物的开发将成为神经调控技术的核心方向，例如，通过fMRI 或脑电图评估患者脑网络状态，为刺激参数的优化提供依据；此外，通过神经影像学和分子生物学技术筛选出对特定技术有反应的患者亚群，可显著提高疗效。其次，多模式联合治疗的探索尤为重要，单一技术的疗效有限，未来研究应关注神经调控技术与传统康复治疗、药物治疗及心理干预的联合应用，例如，迷走神经刺激术联合经颅磁刺激或脊髓电刺激术联合脑机接口有可能在促进神经功能重塑方面产生协同作用。

同时，闭环神经调控系统的开发也将显著提高神经调控的精准性和疗效，例如脊髓电刺激术联合脑机接口形成闭环系统，通过实时监测脑电活动并动态调整刺激参数实现对运动功能的实时优化；随着柔性电子技术和人工智能的发展，设备微型化与可穿戴化有望极大提高患者的依从性和技术的推广潜力；此外，还应重视与适当的康复治疗相结合，长期康复治疗在神经调控促进脑卒中后功能恢复中是必不可少的。

最后，伦理与社会因素的考量亦不容忽视，侵入性技术的推广应充分考虑伦理和社会因素，如何平衡疗效与手术风险、如何保障患者公平获得昂贵治疗技术，均是未来需要解决的重要问题。

综上所述，侵入性神经调控技术在脑卒中康复领域展现出巨大潜力，其高精准性和长期疗效为难治性功能障碍患者带来了新的希望。然而，这些技术的临床推广尚需在机制研究、设备优化和多模式联合应用方面取得突破；非侵入性神经调控技术则为轻中度脑卒中患者提供安全、便捷的选择，特别是在不具备开展侵入性神经调控技术的医院具有推广价值。通过多学科协作和技术创新，神经调控技术有望为脑卒中康复领域带来革命性变革。

来源：魏达,马超,彭玉涛,等.神经调控技术在脑卒中康复中的应用进展[J].中国现代神经疾病杂志,2025,25(01):84-91.

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